4. Слишком дешево, чтобы измерять

4. Слишком дешево, чтобы измерять

На самой крупной в США атомной электростанции в Пало-Верде, расположенной в пустыне к западу от Феникса и вырабатывающей 3,8 миллиарда ватт, нагреваемая контролируемой атомной реакцией вода превращается в пар, который вращает три самые крупные из числа созданных General Electric турбины. Аналогичным образом функционирует большинство реакторов по всему миру; подобно исходной атомной куче Энрико Ферми, все АЭС используют останавливающие нейтроны кадмиевые стержни для приглушения или ускорения реакции.

На трех отдельных реакторах Пало-Верде эти поглотители чередуются с примерно 170 тысячами полых стержней из сплава циркония, не толще карандаша и 4 метра длиной, плотно набитых урановыми пилюлями, каждая из которых содержит ту же энергию, что и тонна угля. Стержни объединены в сотни тепловыделяющих сборок; текущая мимо вода охлаждает их, превращается в пар и вращает паровые турбины.

Целиком практически кубические активные зоны ядерного реактора, погруженные в пруды бирюзовой воды 14 метров глубиной, весят более 500 тонн. Каждый год отрабатывается около 30 тонн их топлива. Все еще упакованные в циркониевые стержни, эти радиоактивные отходы извлекаются кранами на плоскую крышу здания, находящегося за пределами защитной оболочки реактора, где погружаются в пруд-отстойник, также 14 метров глубиной.

Когда отработанное топливо на стеллажах для хранения соприкоснется с воздухом, его жар воспламенит покрытие стержней, и разразится радиоактивный пожар.

С момента открытия Пало-Верде в 1986 году отработанное топливо накапливалось, потому что его некуда было деть. Повсеместно на атомных станциях пруды-отстойники переоборудовались новыми стеллажами, чтобы втиснуть в них еще больше тепловыделяющих сборок. 441 функционирующая атомная станция мира вместе ежегодно производят около 13 тысяч тонн высокоактивных ядерных отходов. На большинстве станций в США уже нет места в прудах-отстойниках, так что до появления места постоянного захоронения стержни с топливными отходами пакуют в «сухотарные бочки» – стальные канистры, покрытые бетоном, из которых были выкачаны воздух и влага. В Пало-Верде, где их использование началось в 2002 году, они хранятся в вертикальном положении и напоминают огромные термосы.

У каждой из стран существуют планы по постоянному захоронению отходов. И в каждой из них есть граждане, опасающихся явлений, подобных землетрясениям, способным вскрыть захороненные отходы, и возможности того, что перевозящий их грузовик может перевернуться или быть угнан по дороге к свалке.

А тем временем отработанное атомное топливо, некоторое уже возрастом в несколько десятков лет, томится в баках-накопителях. Как ни удивительно, оно в миллионы раз более радиоактивно, чем было в свежем состоянии. Находясь в реакторе, оно начало превращение в элементы тяжелее обогащенного урана, такие как изотопы плутония и америция. Этот процесс продолжается в мусорных кучах, где отработанные радиоактивные стержни обмениваются нейтронами и испускают альфа– и бета-частицы, гамма-лучи и тепло.

Если люди внезапно исчезнут, вода в прудах-охладителях вскипит и испарится – в аризонской пустыне это произойдет особенно быстро. Когда отработанное топливо на стеллажах для хранения соприкоснется с воздухом, его жар воспламенит покрытие стержней, и разразится радиоактивный пожар. В Пало-Верде, как и на других реакторах, здание для хранения отработанного топлива должно было быть времянкой, а не могильником, и его каменная крыша больше напоминает громадную коробку магазина-дискаунтера, чем предварительно-напряженную защитную оболочку реактора. Такая крыша долго не протянет с разгорающимся под ней радиоактивным пожаром, и произойдет выброс. Но не это будет самой большой проблемой.

Напоминающие зимние опята гигантские столбы пара Пало-Верде поднимаются на 1,6 километра над креозотными равнинами пустыни, каждый из них состоит из 57 кубометров воды, испаряющейся ежеминутно при охлаждении трех атомных реакторов электростанции. (Поскольку Пало-Верде – единственная АЭС в США, расположенная не на реке, берегу залива или моря, эта вода – переработанные сточные воды Феникса.) 2000 сотрудников следят за тем, чтобы помпы не засорялись, прокладки не протекали и фильтры вовремя промывались – электростанция стала достаточно крупным городом, чтобы иметь собственную полицию и пожарную станцию.

Рис. 14. Перезагрузка атомного топлива: агрегат 3, атомная станция Пало-Верде.

Фото Тома Тингла, Arizona Republic, 29.12.1998. (Используется с разрешения. Разрешение не предполагает возможности дальнейшей передачи)

Предположим, что всем ее обитателям пришлось эвакуироваться. Допустим, их предупредили заблаговременно и они успели завершить работу реактора, опустив все замедляющие стержни в каждую из активных зон для остановки реакции и прекращения генерации электричества. Как только сотрудники покинут Пало-Верде, его связь с электросетью будет автоматически прекращена.

Аварийные генераторы с семидневным запасом дизельного топлива подключатся и заставят двигаться охлаждающую воду, потому что, даже если реакция в активной зоне остановлена, уран продолжит распад, генерируя около 7 % тепла активного реактора. Этого тепла будет достаточно для увеличения давления охлаждающей воды, текущей в активной зоне реактора. Время от времени будет срабатывать предохранительный клапан, выпускающий перегретую воду, затем, по мере снижения давления, он будет закрываться. Но тепло и давление станут вновь накапливаться, и предохранительному клапану придется повторять свой цикл.

Что произойдет раньше: закончится запас воды, заглохнет клапан или остановятся дизельные насосы, – вопрос времени.

Что произойдет раньше: закончится запас воды, заглохнет клапан или остановятся дизельные насосы – вопрос времени. В любом случае прекратится пополнение охлаждающей воды. А тем временем урановое топливо, которому требуется 704 миллиона лет, чтобы утратить половину радиоактивности, все еще горячо. Оно продолжит выпаривать 14 метров воды, в котором находится. Самое большее через несколько недель активная зона реактора будет осушена, и начнется плавление.

Если же все исчезнут или сбегут со все еще работающей станции, она продолжит генерацию электроэнергии, пока одна из тысяч ежедневно контролируемых обслуживающим персоналом частей не выйдет из строя. Поломка должна автоматически вызвать остановку реактора; если этого не произойдет, плавление может начаться весьма быстро. В 1979 году нечто подобное произошло на атомной электростанции Три-Майл-Айленд, когда предохранительный клапан застрял в открытом состоянии. За 2 часа 15 минут активная зона реактора вышла из-под воды и превратилась в лаву. Растекаясь по дну корпуса ядерного реактора, она начала прожигать 15-сантиметровую углеродистую сталь.

Прежде чем кто-нибудь успел понять, что происходит, она прошла уже треть пути. Если бы никто не обнаружил аварию, остатки активной зоны провалились бы в фундамент, и разогретая до 3000 °C лава столкнулась бы с примерно 1 метром воды, натекшей из предохранительного клапана, и взорвалась.

Атомные реакторы содержат куда менее концентрированное делящееся вещество, чем атомные бомбы, так что это был бы взрыв пара, а не атомный. Но защитные оболочки реакторов не рассчитаны на взрывы пара, а как только будут вышиблены двери и разойдутся швы, вихрь входящего воздуха мгновенно подожжет все, способное гореть.

Если реактор близок к концу полутора-летнего цикла использования топлива, жидкая лава более вероятна, потому что за месяцы распада накапливается значительное тепло. Если топливо было более новым, исход может быть не столь катастрофическим, правда, в результате столь же смертельным. Более низкая температура может привести не к плавлению, а к пожару. Если газы сгорания расколют топливные стержни до того, как те расплавятся, будут рассыпаны урановые пилюли, высвобождающие радиоактивность внутри оболочки реактора, которая наполнится зараженным дымом.

Оболочки реактора не строят таким образом, чтобы из них не просачивались газы. При выключенном электричестве и с отсутствующей системой охлаждения тепло от пожара и распада топлива вытолкнут радиоактивность через щели вдоль швов и клапанов. Под действием погодных условий появятся новые трещины, сочащиеся ядом, пока ослабленный бетон не разрушится и радиация не вырвется на свободу.

Если все на Земле исчезнут, 441 АЭС, некоторые с несколькими реакторами, немного поработают на автопилоте, а потом одна за другой начнут перегреваться. Поскольку расписания замены топлива составляются так, чтобы часть реакторов работала, пока другие остановлены, примерно половина их сгорит, а остальные расплавятся. В обоих случаях произойдут значительные выбросы радиоактивных веществ в атмосферу и близлежащие водоемы, и заражение будет продолжаться, в случае обогащенного урана – целую геологическую эпоху.

Расплавленные ядра реакторов не смогут, как некоторые полагают, пройти всю Землю насквозь и проявиться в Китае, подобно ядовитым вулканам. По мере сплавления радиоактивной лавы с окружающими сталью и бетоном она наконец остынет – если этот термин применим для шлаковой лепешки, остающейся смертельно опасной еще надолго.

А жаль, потому что глубокое самопогребение было бы благословением для той жизни, что останется на поверхности. Вместо этого то, что недолго было сложнейшей автоматизированной технологической установкой, застынет смертельным, тусклым металлическим шаром: надгробным памятником создавшему ее разуму – и, на тысячи лет вперед, невинным нечеловеческим жертвам, подошедшим слишком близко.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.